提高大型火电机组TSI振动卡件抗干扰性能的方法

焦微微

(陕西华电杨凌热电有限公司，陕西 杨凌 712100)

0 引 言

机组运行中振动的幅度是机组安全与经济运行的重要指标。过分强烈的振动意味着机组存在严重的缺陷，振动幅度过大会造成很多危害[1]，比如：调速系统不稳定，进而引起调速系统事故；轴瓦乌金破裂，紧固螺钉松脱、断裂；发电机励磁部件松动、损坏，甚至机组基础损坏，进而加剧振动；转动部件耐疲劳强度降低，进而引起叶片、轮盘等损坏；端部轴封磨损；滑销磨损；隔板汽封磨损；危机遮断器误动作。所以，在机组启停和运行过程中，必须严密监视轴承的振动情况[2]，如振动幅度过大，应采取相应的措施，保护机组设备与人身的安全。

1 机组情况及故障介绍

某厂采用东方汽轮机有限公司生产的CJK375/306.9-24.2/0.4/566/566型汽轮机，采用数字电液调节系统技术设计制造的超临界、一次中间再热、单轴、双缸双排汽、间接空冷、凝气式汽轮机组。机组正常运行期间，调取6号轴承X、Y方向的振动波动历史数据，当有功功率大于90 MW后，振动开始出现大幅波动[3]，而在此之前，6号轴承X、Y方向的振动曲线一直保持平稳，如图1所示。

图1 发电机轴承振动历史趋势

2 故障分析

2.1 TDM频谱图数据

读取机组TDM中6号轴承X、Y方向的频谱图[4]，发现1倍频的分量稳定在60 μm附近；0.5倍频及以下的分量在较大范围波动，波动幅度可达到80 μm；2倍频以上的分量均有不同程度的波动，波动幅值在30 μm以内。

2.2 TSI卡件逻辑参数调整

调研同类型机组的振动情况，得知双水内冷发电机励磁侧轴承振动普遍存在同样的波动情况。考虑到汽机油膜振荡会产生低频分量，而1倍频以上的分量基本上为干扰信号，因此将TSI卡件中振动信号的频率范围进行调整，维持频率下限值为5 Hz不变，将频率上限由原来的120 Hz改为80 Hz，以达到消除1.5及以上倍频的干扰分量的目的。

2.3 振动探头安装情况检查

2.3.1 探头安装支架绝缘检查

核实6号轴承振动安装工艺，要求探头安装支架与发电机轴承座保持良好的绝缘。检查拆卸下来的探头支架，发现部分绝缘垫片出现破损现象，更换新品完成支架回装时，利用万用表检测支架与发电机轴承座之间的绝缘电阻，其值为无穷大，满足硬件安装工艺的要求。

2.3.2 探头间隙电压检查

利用万用表测出6号轴承X、Y方向的间隙电压分别为9.1 V、9.5 V，5号轴承X、Y方向的间隙电压分别为9.3 V、9.5 V；对比5号、6号轴承的间隙电压，确认6号轴承的间隙电压正常。

2.3.3 电磁场干扰源检查

核实轴振探头信号延长线保护管是否完好，要求探头延长线保护管使用绝缘材料，确保探头信号线与发电机本体绝缘，以消除电磁场干扰源。

调换6号轴承X、Y方向的探头信号源，核实前置器及信号电缆是否存在干扰因素。在振动探头前置器处调换6号轴承X、Y方向探头的输入信号，DCS上6号轴承X、Y方向的显示值随之变动，证明振动信号干扰源来自前置器之前的部分。

3 故障处理

经过改变TDM输入信号的频率、更换探头安装支架、对比探头间隙电压以及更换探头信号源一系列调整之后，通过分析TDM的频谱图[5]得知，6号轴承X、Y方向的振动测量信号中含有0.5～7倍频多种分量，其中，1倍频信号稳定，而其他倍频的分量或多或少存在波动情况，尤其是0.5倍频及以下的分量波动情况特别严重。降低振动卡件频率上限值之后，再次观察机组正常运行时6号轴承X、Y方向的运行曲线，并与修改前的情况进行对比，如图2所示。

图2 6号轴承X、Y方向振动频率限幅前后对比

由图2可以看出，修改TSI振动卡件频率信号上限值之后，振动波动情况有所改善，波动幅度明显减小。

4 结 语

针对该厂6号轴承X、Y方向振动大的问题，通过改变TDM输入信号频率、更换探头安装支架、对比探头间隙电压以及更换探头信号源进行整改，整改后6号轴承X、Y方向的无规则振动得到了有效改善，同时确保了机组的安全稳定运行。结合6号轴承振动的历史曲线分析，认为轴承振动波动大与发电机电磁场有直接关系，建议该厂对同类型机组进行调研，并提前更换抗干扰能力强的振动测量装置。